第19讲 硝酸 含氮物质的转化-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

第四章 非金属及其化合物 第19讲 硝酸 含氮物质的转化 1.掌握硝酸的性质及应用。2.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。 考点一 硝酸   - 1.物理性质 2.硝酸的化学性质 硝酸 强酸性↑ 具有酸的通性 不稳定性↓ NO2 有机 反应 苯、甲苯 ←硝化反应 蛋白质 (含苯环) ←显色反应 强氧化性 → 与金属、非金 属及还原性 化合物反应 (1)不稳定性(用化学方程式表示): 见光分解: 。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越 大,氧化性越强。 ①与金属反应: 稀硝酸与铜反应(用化学方程式表示): ; 浓硝酸与铜反应(用化学方程式表示): 。 ②与非金属反应: 浓硝酸与C反应(用化学方程式表示): 。 ③与还原性化合物反应: 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还 原性物质。 稀硝酸与 FeSO4 溶液反应的离子方程式: 3Fe2++4H++NO-3 􀪅􀪅3Fe3++NO↑+2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应( 􀜏􀜏 􀜏􀜏 􀜏􀜏 与浓HNO3 反应): 。 ②显色反应:含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸 时变黄色。 3.硝酸工业制法的反应原理 (1)NH3 在催化剂作用下与 O2 反应生成 NO:4NH3+5O2 催化剂 △ 􀪅􀪅􀪅􀪅4NO+6H2O。 (2)NO进一步氧化生成NO2:2NO+O2􀪅􀪅 2NO2。 (3)用水吸收NO2生成HNO3:3NO2+H2O􀪅􀪅 2HNO3+NO。 . A 正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)浓HNO3 和氯水均用棕色试剂瓶保存,其原 理相同。 ( ) (2)硝酸电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2。 ( ) (3)硝酸具有强氧化性,硝酸与Fe反应一定生 成Fe3+。 ( ) (4)铜、木炭分别与浓 HNO3 反应,都体现了浓 硝酸的强氧化性和酸性。 ( ) (5)Cu在KNO3 溶液和稀 H2SO4 中均不溶解, 但能溶解在其混合液中。 ( )  6 题组一 硝酸的性质及应用 1.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是 ( ) A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为 红色 B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性 C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D.浓硝酸因分解放出的 NO2 又溶解于硝酸 而呈黄色 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 095 hh 2.(2023·山东临沂模拟)下述实验中均有红棕 色气体产生,对比分析所得结论正确的是 ( ) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一 定都是氮的氧化物 B.②中产生红棕色气体说明②中木炭与浓硝 酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕 色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木 炭一定与浓硝酸发生了反应 题组二 硝酸与金属反应的相关计算 3.将11.2 g的 Mg、Cu混合物完全溶解于足量 的硝酸中,收集反应产生的气体X(假定产生 的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足 量的NaOH溶液,产生21.4 g沉淀。根据题 意推断气体X的成分可能是 ( ) A.0.3 mol NO2 和0.3 mol NO B.0.2 mol NO2 和0.1 mol N2O4 C.0.6 mol NO D.0.1 mol NO、0.2 mol NO2 和0.05 mol N2O4 4.(2024·河北唐山期末)向含x mol HNO3 和 y mol H2SO4 的混合稀溶液中缓慢加入铁 粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系 如图所示: 回答下列问题: (1)Oa段发生反应的离子方程式为 。 (2)dc 段 表示的是 (填“Fe2+”或 “Fe3+”)物质的量变化。 (3)x= ,y= 。 (4)反应至c点,可收集到标准状况下的气体 为 L。 4 金属与硝酸反应计算问题的思维模型 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 含氮物质的相互转化及应用   - 1.氮在自然界中的循环 2.氮元素的“价—类”二维图 氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多, 在复习时要从物质类别和价态变化理解这些 物质之间的转化关系。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 096 第四章 非金属及其化合物 3.含氮元素物质之间的转化关系 (1)歧化———同一物质中某元素的化合价在 同一反应中既升高又降低。 如:3NO2+H2O􀪅􀪅2HNO3+NO 2NO2+2NaOH􀪅􀪅NaNO3+NaNO2+H2O (2)归中———不同物质中同一元素的不同化 合价在同一反应中只靠拢。 如:6NO+4NH3 △ 􀪅􀪅5N2+6H2O NO2+NO+2NaOH􀪅􀪅2NaNO2+H2O  6 题组一 氮的循环 1.(2023·河北石家庄模拟)下列关于自然界中 氮循环(如图)的说法错误的是 ( ) A.①和②均属于氮的固定 B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环 C.④中每生成1 mol NO-3,消耗2 mol O2 D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 题组二 氮元素“价—类”二维图的分析 应用 2.(2023·广东广州模拟)依据图中氮元素及其 化合物的转化关系,判断下列说法不正确 的是 ( ) A.X是N2O5 B.可用排空气法收集NO C.工业上可以以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D.可由NO2 与NH3 反应实现NH3 转化为N2 3.研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人 类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关 系如图: 回答下列问题: (1)在催化剂和加热的条件下,物质 A生成 NO是工业制硝酸的重要反应,写出反应的化 学方程式: 。 (2)在加热条件下,物质C的浓溶液与碳单质 反应,写出反应的化学方程式: 。 (3)实验室中,检验溶液中含有NH+4 的操作 方法是 。 (4)物质B为红棕色气体,写出该物质与水反 应的离子方程式: ,当反应消耗0.15 mol物质B时, 转移电子的物质的量为 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 097 hh 题组三 含氮物质的转化 4. (2024·湖北宜昌期中)由N2 制备 HNO3 的 工艺流程如图所示(反应条件及部分反应物 已略去)。下列说法正确的是 ( ) N2 ① →NH3 ② →NO ③ →NO2 ④ →HNO3 A.①中N2 发生氧化反应 B.②需要加入还原剂才能实现 C.46 g NO2 与足量水反应,转移 2 3 mol e- D.常温下Al在稀HNO3 中钝化 5.(2023·山东临沂模拟)以天然气为原料合成 氨是新的生产氮肥的方法,其工艺流程如图。 下列说法正确的是 ( ) A.反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷 的平衡转化率 B.反应②的原子利用率为100% C.生成1.0 mol NH4NO3 需要CH4 的物质 的量大于0.75 mol D.反应③理论上当n(NH3)︰n(O2)=4︰3 时,恰好完全反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   1. (2023·山东卷)实验室中使用盐酸、硫酸和 硝酸时,对应关系错误的是 ( ) A.稀盐酸:配制AlCl3 溶液 B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解 C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管 D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化 2.(2022·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重 要应用。下列说法不正确的是 ( ) A.自 然 固 氮、人 工 固 氮 都 是 将 N2 转 化 为NH3 B.侯氏制碱法以 H2O、NH3、CO2、NaCl为原 料制备NaHCO3 和NH4Cl C.工业上通过 NH3 催化氧化等反应过程生 产HNO3 D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了 自然界的“氮循环” 3.(2021·江苏卷)N2 是合成氨工业的重要原 料,NH3 不仅可制造化肥,还能通过催化氧化 生产 HNO3;HNO3 能溶解Cu、Ag等金属, 也能与许多有机化合物发生反应;在高温或 放电条件下,N2 与 O2 反应生成 NO,NO进 一步氧化生成 NO2。2NO(g)+O2(g)􀪅􀪅 2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大气 中过量的NOx 和水体中过量的 NH+4 、NO-3 均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟 气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将 水体中的 NO-3 转化为 N2。在指定条件下, 下列选项所示的物质间转化能实现的是 ( ) A. NO(g) H2O →HNO3(aq) B. 稀HNO3(aq) Cu →NO2(g) C. NO(g) CO 高温、催化剂→N2(g) D. NO-3(aq) O3 →N2(g) 4.(2021·福建卷)明代《徐光启手迹》记载了制 备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省 略)如下: 下列说法错误的是 ( ) A.FeSO4 的分解产物X为FeO B.本流程涉及复分解反应 C.HNO3 的沸点比H2SO4 的低 D.制备使用的铁锅易损坏 学习至此,请完成课时作业19 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 098 hh 4NO2+O2+2H2O􀪅􀪅4HNO3,则反应剩余 V 6 L O2,溶液 的 体 积 为 5 6V L,溶 质 为 HNO3,则 c (HNO3)= 2 3× V 22.4 mol 5 6 V L = 1 28 mol·L-1。 5.B 实验室采用氯化铵与熟石灰混合固体加热制取氨气,故 A能达到实验目的;氯化钙能与氨气发生反应,不能干燥氨 气,故B不能达到实验目的;氨气的密度比空气小,应采用向 下排空气法收集,故C能达到实验目的;氨气具有一定还原 性,能与氧化铜发生氧化还原反应,通过观察试管中CuO颜 色变化,可判断反应的发生,从而证明氨气的还原性,故D能 达到实验目的。 6.(1)a (2)碱石灰 (3)D (4)产生白烟 (5)防止倒吸 (6)还原性 作制冷剂、制氮肥(或化肥)、制硝酸、作化工原 料(任答一点,其他合理答案也可) 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.B A项,NH3 极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小, 可以产生喷泉;B项,P2O5 为酸性氧化物,NH3 具有碱性,两 者可以发生反应,故不可以用P2O5 干燥NH3;C项,NH3 的 密度比空气小,可采用向下排空气法收集;D项,CaO与浓氨 水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3 挥发,可用此 装置制备NH3。 2.D SO2 是无色气体,A错误;汽车尾气中含有氮氧化物、一 氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等,B 错误;植物不能直接吸收利用空气中的 NO和 NO2 作为肥 料,NO、NO2 转 化 为 肥 料 也 不 是 氮 的 固 定,C错 误;石 灰 (CaO)可与SO2 反应生成CaSO3,故可采用石灰法脱除工业 废气中的SO2,D正确。 3.B H2S与稀盐酸不反应,且在稀盐酸中的溶解度较小,向圆 底烧瓶中挤入少量稀盐酸,不能造成圆底烧瓶内气压明显减 小,不能形成喷泉,A项错误;HCl能与稀氨水反应,向圆底 烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显减小,能 形成喷泉,B项正确;NO与稀硫酸不反应,且在稀硫酸中溶 解度非常小,向圆底烧瓶中挤入稀硫酸,不能造成圆底烧瓶 内气 压 明 显 减 小,不 能 形 成 喷 泉,C项 错 误;CO2 在 饱 和 NaHCO3 溶 液 中 的 溶 解 度 较 小,向 圆 底 烧 瓶 中 挤 入 饱 和 NaHCO3 溶液,不能造成圆底烧瓶内气压明显减小,不能形 成喷泉,D项错误。 4.C 根据步骤Ⅰ中试纸变蓝,说明 NH4Cl发生了分解反应, 故A正确;根据步骤Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢 气体扩散速率快,故B正确;氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液 显酸性,会使湿润的pH 试纸变橙黄色,步骤Ⅰ中试纸变成 红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误; 根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气 和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,则不宜用加热 NH4Cl的方法制备NH3,故D正确。 5.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 △ 􀪅􀪅CaCl2+2H2O+2NH3↑ (2)11.5 (3)平衡气压,防倒吸 倒吸 (4)NH+4 PO3-4 (5)酚酞 无色 浅红色 解析:本实验的实验目的为制备磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4], 实验原理为2NH3+H3PO4􀪅􀪅(NH4)2HPO4,结合相关实 验基 础 知 识 分 析 解 答 问 题。(1)实 验 室 用 NH4Cl(s)和 Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式 为2NH4Cl+Ca(OH)2 △ 􀪅􀪅CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2)设需 浓H3PO4 的 体 积 为V mL,则 1.7 g·mL-1×V mL×85% 98 g·mol-1 = 0.1 L×1.7 mol·L-1,V≈11.5。(3)由于 NH3 极易溶于 水,因此可选择打开活塞K2 以平衡气压,防止发生倒吸,所 以实验过程 中,当 出 现 倒 吸 现 象 时,应 及 时 关 闭 K1,打 开 K2。(4)继 续 通 入 NH3,(NH4)2HPO4 继 续 反 应 生 成 (NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、NH+4 、PO3-4 的 浓度明显增加。(5)由(4)可知,当pH为8.0~9.0时,可制 得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4 溶液显碱性,因此若不 选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由 无色变为浅红色时,停止通入 NH3,即可制得(NH4)2HPO4 溶液。 第19讲 硝酸 含氮物质的转化 考点一 硝酸 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 2.(1)4HNO3 光照 􀪅􀪅2H2O+4NO2↑+O2↑ (2)①3Cu+8HNO3(稀)􀪅􀪅3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)􀪅􀪅Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②C+4HNO3(浓) △ 􀪅􀪅CO2↑+4NO2↑+2H2O (3)① 􀜏􀜏 􀜏􀜏 􀜏􀜏 +HNO3(浓) 浓硫酸 △ → 􀜏􀜏 􀜏􀜏 􀜏􀜏 NO2 +H2O 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性 越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故 A错误; 硝酸是一种强氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸 与Na2S反应不能生成 H2S,与FeO反应时表现氧化性和酸 性,故B、C错误。 2.C 浓硝酸不稳定受热分解生成二氧化氮、氧气和水,故 A 错误;C与浓硝酸反应生成二氧化氮,浓硝酸受热分解也生 成二氧化氮,所以通过红棕色气体产生并不能说明是木炭与 浓硝酸发生了反应,故B错误;由浓硝酸得到二氧化氮,氮元 素化合价降低,发生还原反应,故C正确;木炭加热至红热, 可与空气中的氧气反应生成二氧化碳,并不一定是木炭与浓 硝酸发生了反应,所以气体产物中检测出CO2,不能说明木 炭一定与浓硝酸发生了反应,故D错误。 3.D 向 Mg、Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足 量的 NaOH 溶液,产生的21.4 g沉淀为氢氧化镁、氢氧化 铜,所以沉淀中m(OH-)为21.4 g-11.2 g=10.2 g,物质 的量为 10.2 g 17 g·mol-1 =0.6 mol,根据电荷守恒可知,11.2 g 的 Mg、Cu提供 的 电 子 为0.6 mol。生 成0.3 mol NO2 和 0.3 mol NO,N元素获得电子为0.3 mol×(5-4)+0.3 mol× (5-2)=1.2 mol,得失电子不相等,A不符合题意;生成0.2 mol NO2 和0.1 mol N2O4,N元素获得电子为0.2 mol×(5- 4)+0.1 mol×2×(5-4)=0.4 mol,得失电子不相等,B不 符合题意;生成 0.6 mol NO,N元素获得电子为0.6 mol× (5-2)=1.8 mol,C不符合题意;生成0.1 mol NO、0.2 mol NO2 和0.05 mol N2O4,N元素获得电子为0.1 mol×(5- 2)+0.2 mol×(5-4)+0.05 mol×2×(5-4)=0.6 mol,得 失电子相等,D符合题意。 4.(1)Fe+NO-3 +4H+􀪅􀪅Fe3++NO↑+2H2O (2)Fe2+ (3)0.1 0.2 (4)3.36 解析:(3)在 Oa 段 NO-3 完 全 转 化 为 NO,由 离 子 方 程 式: Fe+NO-3 +4H+􀪅􀪅Fe3++NO↑+2H2O,可得n(NO)= n(Fe3+)=0.1 mol,即x=0.1;c 点 溶 质 为FeSO4,溶 液 中 Fe2+为0.2 mol,即n(FeSO4)=0.2 mol,根据硫酸根离子守 恒得,n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.2 mol,即y=0.2。 (4)Fe+NO-3 +4H+􀪅􀪅Fe3++NO↑+2H2O 0.1 mol 0.1 mol Fe+2H+􀪅􀪅Fe2++H2↑ 0.1 mol 0.05 mol 所以V=(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L。 考点二 含氮物质的相互转化及应用 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 氮的固定指将N2 转化为氮的化合物,反应①将N2 转化 为NO,属于氮的固定,反应②属于自然固氮,A正确;由图 示知,氮循环过程中涉及氢、氧元素,B正确;反应④是O2 将 NH3 氧化为 NO-3 ,氮元素化合价由-3升高到+5,失去8 个电子,即1 mol NH3 生成NO-3 失去电子8 mol,根据转移 电子关系O2~4e-知,得8 mol电子需要2 mol O2,C正确; ③过程 中 NO 被 氧 化 为 NO-3 ,氮 元 素 被 氧 化,⑤过 程 中 NO-3 被还原为N2,氮元素被还原,D错误。 2.B 由图中氮元素及其化合物的转化关系可知,X为+5价 对应的氮的氧化物 N2O5,故 A正确;一氧化氮和氧气反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -530- 参 考 答 案 生成二氧化氮气体,不可用排空气法收集 NO气体,故B错 误;氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应 生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,工业上以 NH3、 空气、水为原料生产硝酸,故C正确;NH3 可与 NO2 反应生 成氮气,反应的化学方程式为8NH3+6NO2 催化剂 △ 􀪅􀪅􀪅􀪅7N2+ 12H2O,故D正确。 3.(1)4NH3+5O2 催化剂 △ 􀪅􀪅􀪅􀪅4NO+6H2O (2)C+4HNO3(浓) △ 􀪅􀪅CO2↑+4NO2↑+2H2O (3)取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液,稍微加热,若 有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,则证明溶液中含 有NH+4 (4)3NO2+H2O􀪅􀪅2H++2NO-3 +NO 0.1 mol 解析:由氮元素化合价—物质类别关系图分析可知,A为氨 气,B为二氧化氮,C为硝酸。(4)物质B为 NO2,二氧化氮 和 水 反 应 生 成 硝 酸 和 一 氧 化 氮,反 应 的 离 子 方 程 式 为 3NO2+H2O􀪅􀪅2H++2NO-3 +NO,反应中3 mol NO2 参 加反应,转移电子的物质的量为2 mol,当反应消耗0.15 mol 物质B时,转移电子的物质的量为0.15 mol× 2 3=0.1 mol。 4.C 由转化关系可知,①中氮元素化合价降低被还原,发生还 原反应,A错误;②中氮元素化合价升高被氧化,需要加入氧 化剂才 能 实 现,B错 误;④中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 3NO2+H2O􀪅􀪅2HNO3+NO,则46 g二氧化氮与足量水 反应,转移电子物质的量 为 46 g 46 g/mol × 2 3= 2 3 mol,C正 确;常温下Al与浓硝酸发生钝化反应,D错误。 5.C 反应①使用催化剂可以提高反应速率,但不能提高甲烷 的平衡转化率,A错误;反应②的化学方程式为CO2+2NH3 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅CO(NH2)2+H2O,则该反应的原子利用率小于 100%,B错误;由天然气经过各步转化,最终生成 NH4NO3 涉及的化学反应有CH4+2H2O 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅CO2+4H2、N2+ 3H2 高温、高压 催化剂 􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑 2NH3、2NH3+2O2 􀪅􀪅NH4NO3+H2O, 则有NH4NO3~2NH3~3H2~ 3 4CH4 ,但合成氨的反应为 可逆反应,故生成1.0 mol NH4NO3 需要CH4 的物质的量 大于0.75 mol,C正 确;反 应③中,NH3 和 O2 反 应 生 成 NH4NO3,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 2NH3 +2O2 􀪅􀪅 NH4NO3+H2O,则理论上当n(NH3)︰n(O2)=1︰1时, 恰好完全反应,D错误。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.D 实验室配制AlCl3 溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑 制Al3+水解,A正确;蔗糖和淀粉的水解常采用稀硫酸作催 化剂,B正确;稀硝酸具有强氧化性,能与不活泼的金属银发 生反应,使之溶解,可用于清洗附有银镜的试管,C正确;苯 的磺化是苯和浓硫酸共热,反应生成苯磺酸的反应,故不需 要浓硝酸,D错误。 2.A 固氮是将N2 转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3, 比如将N2 转化为NO,A错误;侯氏制碱法发生反应的化学 方 程 式 为 H2O+NH3+CO2+NaCl􀪅􀪅NaHCO3↓ + NH4Cl,B正确;氮元素在自然界中既有游离态又有化合态, 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循 环”,D正确。 3.C NO既不溶于水也不与水反应,A错误;稀 HNO3 与Cu 反应得到硝酸铜、水和NO,得不到NO2,B错误;NO有氧化 性,CO有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还 原反应转化为无毒的N2 和CO2,C正确;O3 有强氧化性,不 能作还原剂将硝酸根离子还原,D错误。 4.A 据图可知FeSO4 分解时生成SO2 和SO3,部分S元素被 还原,则Fe元素应被氧化,X为Fe2O3,A错误;H2SO4 与 KNO3 在蒸馏条件下生成 HNO3 和K2SO4,为复分解反应, B正确;H2SO4 与 KNO3 混合后,蒸馏过程中生成 HNO3, 说明 HNO3 的沸点比 H2SO4 的低,C正确;硫酸、硝酸均可 以和铁反应,所以制备使用的铁锅易损坏,D正确。 第20讲 无机非金属材料 考点一 硅、二氧化硅和硅酸 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)氧化物 硅酸盐 (2)半导体 (3)SiO2+2C 高温 􀪅􀪅Si(粗)+2CO↑ Si(粗)+3HCl △ 􀪅􀪅SiHCl3+H2 SiHCl3+H2 高温 􀪅􀪅Si(纯)+3HCl 2.高 大 Na2SiO3+H2O CaSiO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+4HF􀪅􀪅SiF4↑+2H2O 光导纤维 3.H2SiO3↓+Na2CO3 H2SiO3 △ 􀪅􀪅SiO2+H2O Na2SiO3+2HCl􀪅􀪅H2SiO3↓+2NaCl 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 硅是良好的半导体材料,故 A正确;光导纤维的主要成 分为二氧化硅,故B正确;非金属性:Si<C,硅酸的酸性比碳 酸弱,故C正确;常温下,硅的化学性质不活泼,但硅可与氢 氧化钠溶液和氢氟酸反应,故D错误。 2.C A项,SiO2 与氢氟酸反应;B项,光导纤维传导 光 不 导 电;D项,反应中氧化剂(SiO2)与还原剂(C)的物质的量之比 为1︰2,质量比为60︰24。 3.D D项中的反应为3C+SiO2 高温 􀪅􀪅SiC+2CO↑,氧化剂与 还原剂均为C,二者之比为1︰2。 4.(1)蒸馏 (2)①排出装置内的空气,以防爆炸 ②水浴加热 考点二 无机非金属材料 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)石灰石 纯碱 石英砂 (2)Na2CO3+SiO2 高温 􀪅􀪅Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 高温 􀪅􀪅CaSiO3+CO2↑ 秒判正误 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.C 陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品,A项错误;纯碱、石 灰石和石英砂是制玻璃的原料,而制水泥的原料是黏土和石 灰石,B项错误;高温结构陶瓷是新型无机非金属材料,其主 要成分不是硅酸盐,D项错误。 2.B 辉石、斜长石及橄榄石的成分均为硅酸盐类,属于硅酸盐 矿,A项正确;斜长石(NaAlSi3O8)改写成氧化物的形式应为 Na2O·Al2O3·6SiO2,B项错误;月球上含有游离态铁是因 为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件,故月球的表 面 几 乎 没 有 氧 气,C 项 正 确;橄 榄 石 [(Mg或 Fe)2SiO4] 中,Si、O元素分别为+4价和-2价,由化合物中化合价代 数和为0,可确定铁元素为+2价,D项正确。 3.C 光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于新型无机非金属 材料,C错误。 4.C 碳纳米管是碳的一种单质,在常温下碳单质化学性质稳 定,属于新型无机非金属材料,A正确、C错误;碳纳米管具 有纳米尺度的直径,比表面积大,有相当高的强度和优良的 电学性能,B正确;碳纳米管与金刚石都是碳的单质,二者互 为同素异形体,D正确。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.C 九霄环佩木古琴主要成分是木材,琴弦由动物筋制得,A 错误;骨笛由动物骨骼制成,B错误;陶埙属于陶瓷,由硅酸 盐制成,C正 确;曾 侯 乙 青 铜 编 钟 主 要 由 合 金 材 料 制 成,D 错误。 2.B SiO2 和C在高温条件下发生反应生成Si和CO,A正 确;在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形 成立体空间 网 状 结 构,因 此 平 均 每 个Si形 成2个 共 价 键, 1 mol Si含Si—Si的数目约为2×6.02×1023,B错误;HCl 易与水形成盐酸,SiHCl3 易水解,H2 在高温条件下遇氧气 会爆炸,原 料 气 应 充 分 去 除 水 和 氧 气 ,C正 确;Si+3HCl 300 ℃ 􀪅􀪅􀪅􀪅SiHCl3+H2,该反应是气体分子数减少的反应,为熵 减过程,D正确。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -531-